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第一章:简要概述了甲烷氧化菌的概念,阐明了单加氧酶的作用机理,概括了当前甲烷氧化菌理论和应用研究现状及发展趋势,提出本文立题的意义及研究内容。 第二章:从自然环境及沼气池中分离得到四株能以甲烷为唯一碳源和能源生长的菌株ME16、ME17、ME25、ME45,通过生理生化特征及16S rDNA序列分析,这四株细菌分别鉴定为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、克雷伯氏菌(Klebsiellasp.)和嗜有机甲基杆菌(Methylobacterium organophilium)。目前尚未见到铜绿假单胞菌及克雷伯氏菌能利用甲烷的报道,故采用气相色谱法初步测定了菌株ME16和ME17对气体甲烷的利用能力和特性。结果表明:菌株ME16和ME17能够在有氧条件下利用甲烷,液体培养7d,甲烷的利用率分别为65%和83%。 第三章:利用统计学实验设计(RSM)对能够利用甲烷的假单胞菌菌株ME16和克雷伯氏菌菌株ME17主要培养条件进行了优化。以液体无机盐和甲烷气体作为培养基分别进行了温度、接种量、甲烷含量和培养基pH对细菌生长影响的研究,在此基础上,利用响应面法分析优化了两菌株的主要培养条件,假单胞菌菌株ME16的最佳培养条件为:温度29.4℃,接种量1.8%,甲烷含量25%;克雷伯氏菌菌株ME17为:温度24.4℃,接种量6.7%,甲烷含量25%。采用优化后条件进行培养,细菌生物量明显增大,达到稳定期的培养时间得到缩短。 第四章:由于菌株ME17能够利用甲烷,因此设计了相关实验装置,采用电化学法研究了固定化细胞和溶氧仪测定系统对不同含量甲烷的响应时间以及溶氧变化与甲烷含量的关系。结果表明:在0~16%甲烷含量范围内测定,响应时间小于90s,溶氧消耗量与通入甲烷含量呈线性关系,拟合系数(R2)为0.9982。以3%甲烷气体样品进行多次测量,RSD为3.48%,表明该反应体系重现性良好。初步建立了一种重复性好,简便、快速的微生物测定甲烷的方法。 第五章:嗜有机甲基杆菌(M.organophilium)菌株ME25能够以乙醇为唯一碳源生长。由此以固定化细胞和溶氧仪测定系统测定了不同含量乙醇的响应时间以及溶氧变化与乙醇含量的关系。结果表明:在0.02%~2%(V/V)乙醇含量范围内测定,响应时间小于25min,溶氧消耗量同乙醇含量呈函数关系拟合系数(R2)为0.9947。干扰实验结果表明,该测定体系具有较强的选择性不受其它醇类物质干扰。通过95%乙醇为样品进行多次测定,测定结果与样品含量接近,RSD为3.5%。为微生物法快速连续测定乙醇提供了新的思路和材料。